一种利用废气余热的工程机械空调暖风系统的制作方法

本实用新型涉及空调暖风系统，尤其是一种利用废气余热的工程机械空调暖风系统。

背景技术：

天气寒冷时，为保证工程机械驾驶员操作的舒适性，需要开启空调暖风系统，向驾驶室内部输送暖风。现有的空调暖风系统热源为发动机缸套内冷却液，依靠暖风芯体及风机实现热交换及驾驶室暖风供给。系统如图1所示。

图中各零部件明细如下：1-发动机，2-水管，3-暖风芯体，4-风机，5-水管。打开暖风开关后，风机开始运转，产生的风吹过暖风芯体进入驾驶室。发动机开始运转后，依靠发动机水套压力，热的冷却液流经暖风芯体进行热交换后流回发动机。热的冷却液为空调暖风提供热源，暖风芯体是水气热交换的场所。

传统的空调暖风系统受发动机水温(冷却液温度的俗称)影响大，发动机水温较低时则系统制热效果差。当环境温度较低时，发动机水温上升缓慢，有时甚至长时间运行在水温较低的状态，导致空调暖风系统响应慢。总的来说，低温环境下，传统空调暖风系统存在两点不足：制热效果差；制热响应速度慢。

技术实现要素：

针对传统方案的不足，本实用新型利用消声器温度高，升温快的特点，改变消声器结构增加水腔，将消声器作为空调暖风系统的热源。解决了低温环境下传统暖风系统制热效果差及制热响应速度慢的问题。

本实用新型采用如下技术方案：

一种利用废气余热的工程机械空调暖风系统，包括发动机、暖风芯体、风机，所述发动机通过水管连接暖风芯体，暖风芯体侧设有风机，还包括排气消音器，所述排气消音器连接在发动机和暖风芯体之间；所述排气消音器包括高温废气腔、水腔，所述水腔设在高温废气腔外周，所述高温废气腔的高温废气入口连接发动机，所述水腔下端的冷水入口连接发动机的冷却液出水口，水腔上端的热水出口连接暖风芯体。

所述水管包括第一水管、第二水管、第三水管三段，所述发动机和排气消音器之间通过第一水管连接，所述排气消音器和暖风芯体之间通过第三水管连接，所述暖风芯体和发动机之间通过第二水管连接，第一水管、第二水管、第三水管将发动机、暖风芯体、排气消音器连接成一循环整体。

所述发动机的高温废气经高温废气入口进入排气消音器并由高温废气出口排出。

所述发动机的冷却液在发动机的水泵压力下从冷水入口进入水腔，水腔内的发动机冷却液与高温废气腔内的高温废气充分热交换，发动机冷却液被加热后由热水出口流出并流向暖风芯体。

所述水腔上端还设有除气口。

采用如上技术方案，取得的有益技术效果为：

水腔上端还设有除气口。除气口连接散热器的膨胀水箱或者全密封上水室，实现冷却液初次加注或者发动机初期运行阶段的除气功能。

本实用新型在降低消声器表面温度，起到防烫作用的同时，可有效利用废气余热，实现快速供暖，提高暖风系统响应速度；可以提高能量综合利用效率；更低碳节能。

附图说明

图1为传统空调暖风系统示意图。

图2为利用废气余热的工程机械空调暖风系统结构示意图。

图3为消声器结构示意图。

图4为板翅式换热器结构示意图。

图中，1-发动机，2-水管Ⅰ，3-暖风芯体，4-风机，5-水管Ⅱ；

11-第一水管，12-发动机，13-第二水管，14-暖风芯体，15-第三水管，16-风机，17-排气消音器；

21-高温废气入口，22-水腔，23-高温废气腔，24-热水出口，25-高温废气出口，26-除气口，27-冷水入口；

41-翅片，42-导流片，43-封条，44-隔板。

具体实施方式

结合附图2至4对本实用新型的具体实施方式做进一步说明：

一种利用废气余热的工程机械空调暖风系统，包括发动机12、暖风芯体14、风机16。工程机械等移动设备的空调暖风系统作用是向设备驾驶室提供暖风，热源是发动机冷却液。暖风芯体是小型冷却液冷却器，实现冷却液的热交换。排气消音器是用来排出发动机产生的废气。所述发动机通过水管连接暖风芯体，暖风芯体侧设有风机。

利用废气余热的工程机械空调暖风系统还包括排气消音器17，所述排气消音器连接在发动机和暖风芯体之间；所述排气消音器包括高温废气腔23、水腔22，所述水腔设在高温废气腔外周，所述高温废气腔的高温废气入口连接发动机，所述水腔下端的冷水入口27连接发动机的冷却液出水口，水腔上端的热水出口24连接暖风芯体。

水管包括第一水管11、第二水管13、第三水管15三段，所述发动机和排气消音器之间通过第一水管连接，所述排气消音器和暖风芯体之间通过第三水管连接，所述暖风芯体和发动机之间通过第二水管连接，第一水管、第二水管、第三水管将发动机、暖风芯体、排气消音器连接成一循环整体。

发动机的高温废气经高温废气入口21进入排气消音器并由高温废气出口25排出。

发动机的冷却液在发动机的水泵压力下从冷水入口进入水腔22，水腔内的发动机冷却液与高温废气腔内的高温废气充分热交换，发动机冷却液被加热后由热水出口流出并流向暖风芯体。实现了将排气消音器废气余热通过消音器内部热交换系统交换给发动机冷却液，然后再流入暖风系统，最终通过暖风形式吹入驾驶室。

所述水腔上端还设有除气口。除气口连接散热器的膨胀水箱或者全密封上水室，实现冷却液初次加注或者发动机初期运行阶段的除气功能。

本实用新型在降低消声器表面温度，起到防烫作用的同时，可有效利用废气余热，实现快速供暖，提高暖风系统响应速度；可以提高能量综合利用效率；更低碳节能。

为保证消音器将自身热量传递至空调系统，需将消音器进行合理的改进设计，使其同时拥有气道和水路，可采用板翅式换热器或其他热交换方式实现。板翅式换热器通常由隔板44、翅片41、封条43、导流片42组成。在相邻两隔板间放置翅片、导流片以及封条组成一夹层，称为通道，将这样的夹层根据流体的不同方式叠置起来，钎焊成一整体便组成板束，板束是板翅式换热器的核心。

消音器为工程机械附加部件，拆装极为简单，可直接在现有工程车辆上进行改装，将普通消音器替换为本发明要求的新型消音器，然后用水管连接好空调-消音器-发动机，即可成功实施。

当然，以上说明仅仅为本实用新型的较佳实施例，本实用新型并不限于列举上述实施例，应当说明的是，任何熟悉本领域的技术人员在本说明书的指导下，所做出的所有等同替代、明显变形形式，均落在本说明书的实质范围之内，理应受到本实用新型的保护。